王 才

（海委引灤工程管理局，河北 唐山 063000）

1 事故經(jīng)過

水電站事故前系統(tǒng)運行方式為：水電廠1號機組150 WM，停機狀態(tài)，1號主變1B空載運行；廠用電41B、44B接于1B低壓側(cè)，各部分正常運行。另3臺主變2B、3B、4B 及廠用42B、45B正常運行。2021年6月28日5:28：00，1號機監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)1B事故信號，1B高壓側(cè)開關(guān)2201DL A相跳閘，發(fā)44B事故動作跳閘。主變低壓側(cè)采用硬母線連接，高壓側(cè)采用LGJQ-300軟連接。

變壓器保護盤顯示廠用變44B保護整組啟動，過流Ⅱ段動作。主變差動保護動作跳主變各側(cè)開關(guān)，1B變壓器比率差動保護啟動，跳主變高壓側(cè)開關(guān)2201DL；跳1號機滅磁開關(guān)，停機，跳出口01DL ；跳廠用變高壓側(cè)11DL。

2 查找主變差動保護動作原因

2.1 變壓器差動保護原理

差動保護是比較被保護的變壓器兩側(cè)或三側(cè)電流的大小和相位的原理實現(xiàn)的，其基本原理是基爾霍夫電流定律。理想情況下，在正常運行及外部故障時，流過差動繼電器的電流為0；在內(nèi)部故障時，流過差動繼電器的電流急劇增加，使保護動作從而跳開變壓器端口的斷路器。目前廣泛應(yīng)用的數(shù)字式變壓器差動保護，普遍使用兩或三折線比率制動特性，差動繼電器動作方程：流入差動回路電流為流入電流的矢量和，正常運行時流入電流矢量和為0。

本變壓器采用兩折比率差動保護，最小動作電流1.301 A，比率制動系數(shù)0.5。

圖1 主變差動保護接線圖

2.2 調(diào)取保護動作情況

通過調(diào)取故障錄波器、主變保護、站用變保護記錄，發(fā)現(xiàn)1B差動保護動作原因是由于B、C電流發(fā)生突變，金屬性短路引起差動保護動作。44B高壓側(cè)二次電流I=5.376 A，反應(yīng)到一次側(cè)電流為5.376×互感器變比1 000/5=1 075.2 A,超過保護動作值3.7×200=740 A，過流保護動作。同時此電流流入到主變低壓側(cè)。保護無其他信號。

2.3 檢查1B主變壓器

1B主變壓器是2020年12月新購買的變壓器并投入運行，型號為：SFP-180000/220，242±2 ×2.5%/15.75 kV，接線組別：YN/d11，阻抗電壓：Uk=13.44%。有主變差動保護動作信號，無其他動作信號，為了安全起見，對變壓器進行絕緣及直流電阻測試，測試電阻合格。變壓器本體進行徹底檢查，未發(fā)現(xiàn)放電痕跡，主變一切正常。

2.4 對主變差動保護范圍設(shè)備進行檢查

主變1B差動保護由7LH、11LH、16LH 3個互感器組成主變主動保護，此次主變差動保護動作，根據(jù)差動保護動作原理，只有在保護范圍內(nèi)發(fā)生短路事故，差動保護才會動作，對母線、電流互感器本體、接線等進行徹底檢查，并未發(fā)現(xiàn)放電或短路的痕跡。

擴大檢查范圍時發(fā)現(xiàn)44B低壓側(cè)10 kV電壓互感器B相本體有裂紋，互感器B相保險瓷管斷裂，熔絲熔斷。

圖2 主接線圖（本次差動保護動作涉及的電氣一次部分）

3 對44B廠用變保護動作進行分析

44B保護盤，保護動作顯示44B過流Ⅱ段動作，此保護瞬時動作，過流Ⅰ段保護延時5 s，說明故障時44B有很大的電流流過。但由于44B高壓側(cè)少油斷路器11DL開關(guān)固有跳閘時間為0.15 s，遠小于主變高壓側(cè)2201DL斷路器跳閘時間37±4 ms,通過保護動作時間分析44B過流Ⅱ段時間為5：25：32：517與1B差動保護動作時間為5：25：32：521近乎相同，計入回路動作、開關(guān)斷開時間，主變高壓側(cè)開關(guān)2201DL先動作，切除故障電流。

44B低壓側(cè)10 kV電壓互感器B相瓷管式保險斷裂，說明內(nèi)部有很大電流流過，造成熔絲熔斷，產(chǎn)生高壓氣體造成瓷管斷裂。電壓互感器B相產(chǎn)生裂紋，線圈絕緣燒毀，是由于互感器內(nèi)部發(fā)生短路造成。

4 變壓器差動保護動作原因分析

44B低壓側(cè)發(fā)生短路事故，短路點未在主變差動保護范圍。通過分析，現(xiàn)場測驗檢查，是由于16LH互感器接線極性接反，造成短路電流方向相反，流向主變低壓側(cè)，引起差動保護動作。44B事故電流5.376 A,由于16LH接線極性相反，相當于2倍電流（10.752 A）流入差動保護回路，遠超過差動保護動作電流1.301 A，造成差動保護快速動作，跳開2201DL、11DL，同時發(fā)出機組跳閘信號，切除故障。后對電流互感器接線調(diào)整，電流互感器極性正確，經(jīng)發(fā)電機對高圧回路進行遞升加壓，電流互感器電流指示一切正常。

5 經(jīng)驗教訓

5.1 變壓器保護接線錯誤

2015年發(fā)變組保護更新改造后，未對保護差流互感器進行升壓測量互感器極性，造成極性接反未及時發(fā)現(xiàn)，為保護誤動留下隱患；41B、44B廠用電設(shè)備正常運行時，電流（廠用變滿載運行電流0.7 A）小于差流保護設(shè)定值1.301 A，不會引起保護動作。

對涉及電流方向極性的電流互感器，投入運行前測量極性、變比以及電流回路的相位正確，避免接線錯誤。對保護裝置及保護模塊等進行詳細檢查，消除安全隱患。

此次是廠用變44B低壓側(cè)故障引起保護誤動，如是主變差動保護范圍內(nèi)，廠用電之路發(fā)生短路故障，不會引起保護動作，造成事故擴大。

5.2 對保護回路定期檢查維護及測試

現(xiàn)在保護設(shè)備大部分采用微機保護，模塊化設(shè)計，應(yīng)嚴格按照保護說明書及保護校驗大綱要求，每年對保護裝置進行整體校驗，測試保護運行情況，可以排除設(shè)計、安裝、整定過程中的疏漏(如線接錯、極性反接、平衡系數(shù)算錯等等)。

日常加強設(shè)備設(shè)施的檢查和維護，屏柜及裝置各端子、接線是否牢固，保護連片投入正常；經(jīng)常檢測設(shè)備運行溫度，發(fā)現(xiàn)異常及時采取處理措施；應(yīng)定期校驗電流互感器動、熱穩(wěn)定電流是否滿足要求，如發(fā)現(xiàn)內(nèi)部異常響聲時，應(yīng)退出運行。電壓互感器如發(fā)現(xiàn)有裂紋等缺陷，要及時更換。

5.3 保護動作情況記錄保存

為方便事故分析，建議用戶妥善保存裝置的動作報告，收集充足、完備的測試數(shù)據(jù)，并下載保存。清除裝置報告或者頻繁試驗會覆蓋當時的故障信息，不利于今后進行事故分析。

在保護裝置進行傳動或試驗前，對裝置的內(nèi)部存儲信息及后臺存儲的信息進行完整的保存或打印。保存的信息主要包括：裝置動作報告、自檢報告、故障錄波、裝置參數(shù)和定值以及各種操作記錄?，F(xiàn)場的其他信息包括：事故過程、保護裝置指示燈狀態(tài)、主界面顯示內(nèi)容等。

5.4 加強運維人員技術(shù)培訓

加強對運維人員的技術(shù)培訓，掌握微機保護的基本原理、運行注意事項、事故處理、發(fā)生事故后的保護動作分析等提高運維人員的技術(shù)水平及分析處理事故的能力。如本次差動保護動作：①應(yīng)對差動保護范圍內(nèi)的一次設(shè)備進行檢查；②判斷由電流互感器發(fā)生故障引起，對電流互感器進行全面檢查，確?；ジ衅魍旰?；③對主變高壓側(cè)出線、廠用電支路進行檢查，有無放電痕跡；④保護動作是否正確，二次接線是否完好、正確；⑤根據(jù)以往經(jīng)驗分析判斷，差動保護動作主要原因，進而查出設(shè)備存在問題。

5.5 電氣設(shè)備保護配置合理

電氣主接線由多種、多個設(shè)備組成一個整體，各設(shè)備保護定值設(shè)置一定要合理，避免越級跳閘。此過流是由于線路瞬時故障，引起鐵磁諧振，電壓互感器過流高壓保險熔斷，本體過流產(chǎn)生裂紋，此電流應(yīng)該引起44DL速斷保護動作（設(shè)定值2.33 A）、過流保護（設(shè)定值0.12 A,延時1.5 s）動作跳閘，由于保護接線問題，44DL保護未動作。由于2201DL、11DL動作固有分閘時間不同，接線極性接反引起主變差動保護動作，切除故障電流。如差動保護接線正確，應(yīng)該44DL速斷、過流保護動作切除故障；延時1.5 s故障電流未切除，引起44B電流保護動作；短路電流繼續(xù)存在引起1B后備保護過流保護動作，切除事故電流。

5.6 對電氣設(shè)備安全隱患排查整改

嚴格按照《國家電網(wǎng)有限公司十八項電網(wǎng)重大反事故措施》及水利部《水利工程運行管理監(jiān)督檢查辦法（2020年版）》等相關(guān)規(guī)定，對電氣設(shè)備進行安全隱患排查整改，對風險源進行辨識評價，查找出電氣設(shè)備存在的隱患及薄弱環(huán)節(jié)，及時消除安全隱患。如2201DL開關(guān)跳閘回路，原2套保護裝置作用1個跳閘線圈，根據(jù)十八項反措要求，2套保護分別接入2個跳閘線圈，確保開關(guān)跳閘絕對可靠。

6 結(jié)束語

一起主變差動保護動作，通過檢查測試，確定電流互感器接線極性接反引起的，如保護接線正確，保護動作正確可靠，不會造成主變差動事故跳閘，影響機組放水發(fā)電。從保護設(shè)計開始確保設(shè)計正確，施工滿足設(shè)計及設(shè)備實際要求，投運試驗嚴格按照說明書及調(diào)試大綱進行測試調(diào)試，日常加強保護檢查和維護。同時加強運維人員的技術(shù)培訓，從思想上認識到保護裝置的重要性，技術(shù)上能夠滿足維護管理的要求。